C02 Workshop

Введение
Как известно, Земля вращается вокруг своей центральной оси. И вращаясь, генерирует
магнитное поле. Это не только Земля вращается, как мы видим на поверхности – все внутренние слои
ее вращаются тоже одновременно. Чем быстрее идет вращение – тем сильнее, интенсивнее магнитное
поле. Чем медленнее идет вращение – тем слабее магнитное поле, и ныне величина магнитного поля
быстро падает к нулевой точке – моменту, когда магнетизм планеты Земля будет равен нулю – и
магнитное поле на Земле постепенно исчезнет произойдет инверсия магнитного поля, которая
может влиять на кольцевые структуры Земли.
Конвективное динамо
Чтобы объяснить возникновение магнитного поля, необходимо принять во внимание
вертикальные потоки вещества ядра. Они образуются благодаря конвекции: нагретый железноникелевый расплав всплывает из нижней части ядра по направлению к мантии. Эти струи
закручиваются силой Кориолиса подобно воздушным потокам циклонов. В Северном полушарии
восходящие потоки вращаются по часовой стрелке, а в Южном — против. При подходе к мантии
вещество ядра остывает и начинает обратное движение вглубь. Магнитные поля восходящих и
нисходящих потоков гасят друг друга, и поэтому по вертикали поле не устанавливается. А вот в
верхней части конвекционной струи, там, где она образует петлю и недолго движется по горизонтали,
ситуация иная. В Северном полушарии силовые линии, которые до конвекционного восхождения
смотрели на запад, поворачиваются по часовой стрелке на 90 градусов и ориентируются на север.
В Южном полушарии они поворачиваются с востока против часовой стрелки и тоже направляются на
север. В результате в обоих полушариях генерируется магнитное поле, указывающее с юга на север.
Рис 1.Смена ориентиров— результат компьютерного моделирования инверсии
геомагнитного поля в модели Робертса и Глатцмайера на промежутках в десятки и сотни тысяч
лет.
О наличии в Земли спиральных вихрей
Изучение гипсометрических геоморфологических и геологических карт и космических
снимков позволило выявить характерную спиральную ориентировку в расположении вулканических
островов и поднятий и зон разрывных тектонических нарушений в пределах различных участков
Северного и Южного полушарий Земли . При этом часть спиралей закручена по часовой стрелке, а
часть – против. Высказано предположение, что наблюдаемые на поверхности структуры являются
отражением глубинных спиральных вихрей циклонического и антициклонального типов (по аналогии
с похожими образованиями в атмосфере), приуроченных к астеносфере Земли.
Согласно экспериментам Х.Рамберга (1970), по моделированию образования куполовидных
поднятий в условиях инверсии плотностей, при подъеме легкого материала (для астеносферы
базальтового астенолита или вещества плюма), когда на его пути встречается непроницаемый слой
(литосфера), происходит растекание материала в стороны. Растекание вызывает растяжение и
XII th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects
13-16 May 2013, Kiev, Ukraine
утонение вышележащего слоя. Однако в условиях быстро вращающейся Земли подъем вещества к
поверхности должен проходить по восходящей спирали.
Часть кинетической энергии образовавшихся спиральных вихрей, благодаря внутреннему
трению, которое возникает при вязком течении вещества астеносферы, переходит в тепловую,
нагревая и частично расплавляя надастеносферный слой (литосферу). Результатом является снижение
общей вязкости литосферы до величины, близкой к таковой в астеносфере. Поэтому с астеносферой в
движение вовлекается и расположенный над ней участок литосферы. В итоге спиральный
астеносферный вихрь становится выраженным в рельефе. Расплавленный магматический материал
подается по ослабленным зонам (зоны разрежения в вихревой структуре) на поверхность, формируя
спиралеобразные в плане цепочки вулканов и вулканических поднятий.
Рис.2. Принципиальные схемы спиральных вихрей разных участков земной поверхности. а –
схемы вихрей циклонического типа; б – антициклонального.
В силу происходящих на Земле процессов, часть механической, тепловой, химической и других
видов энергии, связанной с вращением вихрей всех типов, должна перейти в электрическую. В итоге
вихрь становится как бы своеобразным электрическим генератором, в котором роль ротора играет
сам вращающийся вихрь, а роль статора – окружающие участки астеносферы и литосферы. При этом
верхняя часть ротора располагается в литосфере, а нижняя – в астеносфере, чем и определяется их
разное значение в процессе выработки, распределения и накопления электричества в верхних
оболочках Земли. В результате работы восходящих и нисходящих вихрей – генераторов Северного
полушария теоретически должен возникать ток одного направления (условно положительного), а
вихрей – генераторов Южного полушария – противоположного (условно отрицательного). Поскольку
на уровне астеносферы, благодаря ее электропроводности, многие генераторы "включены" в единую
электрическую цепь, общее направление электрического поля в астеносфере определяется разностью
суммарной мощности вихрей – генераторов Северного и Южного полушарий. При большей
мощности генераторов Северного полушария должен возникать ток одного направления, а Южного –
другого. При равенстве мощностей этих генераторов, обусловленный их работой электрический
потенциал в астеносфере становится равным нулю. Связанное с астеносферным электрическим
зарядом магнитное поле должно, вероятно, сказываться на интенсивности и ориентировке общего
магнитного поля Земли, генерированного вихрями ее жидкого субъядра.
В отличие от астеносферы, генераторы, "работающие в литосфере", не объединены в единую
электрическую сеть, поскольку литосфера и ее верхние горизонты плохо проводят электричество.
Поэтому связанные с "работой этих генераторов" электрические и магнитные поля должны иметь
локальный характер.
XII th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects
13-16 May 2013, Kiev, Ukraine
Выводы
У этой работе было сказано, что магнитное поле имеет тесную связь с кольцевыми
структурами Земли.Спираль кольцевой структуры имеет такое направление, как направление
магнитного поля во время образования кольцевой структуры. Кольцевые структури рождаются во
время того или иного положения магнитного поля и хранят его све время.
Список использованной литературы:
1. Долицкий А.В. Вращение мантии по ядру: движение географических и геомагнитных полюсов,
периодичность
геологических и тектонических процессов. М.: ОИФЗ РАН, 2000. 42 с.
2. Храмов А.Н. Шолпо Л.Е. Палеомагнетизм. Л.: Недра, 1967. 252 с.
3. http://www.kscnet.ru/ivs/publication/whirlwinds/Melekesev.htm
4. http://topreferat.znate.ru/docs/index-54690.html?page=63
XII th International Conference on Geoinformatics - Theoretical and Applied Aspects
13-16 May 2013, Kiev, Ukraine